CN106001951A - 一种薄板焊接变形控制工艺 - Google Patents

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Abstract

一种薄板焊接变形控制工艺，包括以下步骤：(1)清洁焊条表面，确保其无油污、锈蚀及弯曲；(2)将焊条放入到高温烘箱中事先进行烘干，烘干温度320℃，保温温度100℃，同一焊条烘干次数不得超过两次；(3)采用机械或化学方法清洁薄板表面，去除薄板表面灰尘、油污及铁锈；(4)对清洁后的薄板进行加热预热，预热温度150℃，保温30分钟；(5)采用激光对薄板切割；(6)将待拼缝焊接的两块薄板用压铁压在施工面上，先焊短焊缝，再焊长焊缝；(7)利用火焰对焊接后的薄板局部进行加热，来抵消先前产生的焊接变形，加热用火焰采用氧乙炔焰，火焰性质为中性陷，加热温度700℃，在火焰加热的同时用水急冷。本发明能够有效解决薄板焊接的变形问题。

Description

一种薄板焊接变形控制工艺
技术领域：
本发明涉及薄板焊接技术领域，具体讲是一种薄板焊接变形控制工艺。
背景技术：
薄板焊接是工业施工中的一项非常重要工作，如果在施工过程中造成薄板焊接变形严重，则会直接影响整个工程质量，并导致严重后果。薄板因为自身厚度原因在焊接过程中极易产生变形，其变形具有复杂性和多样性，目前仍是国内外焊接工艺领域的一项技术难题。薄板焊接过程中产生变形和压曲，最主要的就是波浪变形，因为在焊接过程中会产生高度不均匀的焊接温度场，在离焊缝的区域较远的位置会产生一定的残余压应力，在这个位置上的压应力平均值一般会大于薄板构件的压应力的平均值，产生变形的临界压力时，必然会导致薄板产生压曲和变形。可见，薄板焊接变形问题严重影响着焊接质量，只有对其进行***科学的分析，找出控制其变形的技术措施，不断运用和积累经验，才能最终破解薄板焊接变形的难题。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种从薄板焊接产生变形的数学物理成因分析方面入手，采取科学切割方法和先进的焊接程度，从而有效解决薄板焊接变形问题的薄板焊接变形控制工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供一种薄板焊接变形控制工艺，包括以下步骤：
(1)清洁焊条表面，确保其无油污、锈蚀及弯曲；
(2)将焊条放入到高温烘箱中事先进行烘干，烘干温度为310～340℃，当两根焊条相互敲击有清脆金属响声时，焊条烘干完毕，烘干后的焊条在使用之前必须一直在烘箱内保温，保温温度在90～110℃，作业时，从烘箱内取出的焊条必须在4小时以内使用，超过此时间，应当将其送回烘箱内再次烘干，同一焊条烘干次数不得超过两次；
(3)采用机械或化学处理方法清洁薄板表面，去除薄板表面的灰尘、油污及铁锈；
(4)对清洁后的薄板进行加热预热，预热温度在130～180℃，保温20～40分钟；
(5)采用激光对薄板进行切割，切割速度14000mm/min、焦点光斑直径0.1mm，辅助气体压力5bar、激光输出功率1000W；
(6)将待拼缝焊接的两块薄板用一定数量的压铁压在施工面上，两块薄板之间待焊接的间隙应在保证焊透的情况下越小越好，清除切割熔渣,先焊短焊缝，焊完所有短焊缝后，再焊长焊缝，将长焊缝由内向外连接起来，焊接时，焊接电流为165～175A，焊接电压为23～26V，焊接速度为110～140mm/min；
(7)利用火焰对焊接后的薄板局部变形部位进行加热，在加热点周围产生与焊接变形方向相反的塑性变形，来抵消先前产生的焊接变形，加热用火焰采用氧乙炔焰，火焰性质为中性陷，加热温度为600～800℃，在火焰加热的同时用水急冷。
采用上述工艺后，本发明一种薄板焊接变形控制工艺具有以下优点：本发明从薄板焊接产生变形的数学物理成因分析方面入手，采取科学切割方法和先进的焊接程序，有效解决薄板焊接变形的问题。本发明工艺合理，焊缝质量高，热变形和应力变形小，表面平面度误差小，刚度和强度等物理性能较好。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明一种薄板焊接变形控制工艺作进一步详细说明：
本发明一种薄板焊接变形控制工艺，包括以下步骤：
(1)清洁焊条表面，确保其无油污、锈蚀及弯曲，事先清洁焊条，能够避免其直接对薄板焊接带来影响；
(2)将焊条放入到高温烘箱中事先进行烘干，烘干温度为310～340℃，优选320℃，当两根焊条相互敲击有清脆金属响声时，焊条烘干完毕，烘干后的焊条在使用之前必须一直在烘箱内保温，保温温度在90～110℃，优选100℃，作业时，从烘箱内取出的焊条必须在4小时以内使用，超过此时间，应当将其送回烘箱内再次烘干，同一焊条烘干次数不得超过两次，由于焊条很容易吸潮，吸潮后往往会使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增大，并容易产生气孔、裂纹等缺陷，经上述烘干后，可有效避免此类缺陷，确保焊接质量；
(3)采用机械或化学处理方法清洁薄板表面，去除薄板表面的灰尘、油污及铁锈，清洁薄板表面后能够避免灰尘、油污及铁锈对薄板焊接直接带来影响；
(4)对清洁后的薄板进行加热预热，预热温度在130～180℃，优选150℃，保温20～40分钟，优选30分钟，薄板预热后保温能够有效消除其内部残留的应力，确保焊接质量；
(5)采用激光对薄板进行切割，切割速度14000mm/min、焦点光斑直径0.1mm，辅助气体压力5bar、激光输出功率1000W，由于激光切割热源集中，切割速度快，所以比等离子切割的热作用具有更小的影响，在随后的残余应力积累过程中所占的比例也小；
(6)将待拼缝焊接的两块薄板用一定数量的压铁压在施工面上，两块薄板之间待焊接的间隙应在保证焊透的情况下越小越好，清除切割熔渣，先焊短焊缝，焊完所有短焊缝后，再焊长焊缝，将长焊缝由内向外连接起来，焊接时，焊接电流为165～175A，优选170A，焊接电压为23～26V，优选25V，焊接速度为110～140mm/min，优选120mm/min，采用压铁将薄板压在施工面上，可以增强薄板的刚性，达到减小焊接变形的目的，保证装配的几何尺寸，对预防变形的产生可以收到明显的效果，在两薄板拼接时，先焊短焊缝可以快速将两薄板固定在施工面上，加强约束，减小薄板焊后的变形，换句话说，焊完所有短焊缝，薄板能够得到自由收缩、基本无应力的若干长条，然后再将长条由内向外连接起来，属于在自由收缩状态下成型，这样焊接应力非常小，变形也很小，而两块薄板之间待焊接的间隙应在保证焊透的情况下越小越好以及清除切割熔渣可有效减小焊接变形；
(7)利用火焰对焊接后的薄板局部变形部位进行加热，在加热点周围产生与焊接变形方向相反的塑性变形，来抵消先前产生的焊接变形，加热用火焰采用氧乙炔焰，火焰性质为中性陷，加热温度为600～800℃，优选700℃，在火焰加热的同时用水急冷。利用火焰对焊接后的薄板局部变形部位进行加热可达到矫正的目的，消除薄板残余变形，在火焰加热的同时用水急冷可提高矫正效果。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种薄板焊接变形控制工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)清洁焊条表面，确保其无油污、锈蚀及弯曲；
(2)将焊条放入到高温烘箱中事先进行烘干，烘干温度为310～340℃，当两根焊条相互敲击有清脆金属响声时，焊条烘干完毕，烘干后的焊条在使用之前必须一直在烘箱内保温，保温温度在90～110℃，作业时，从烘箱内取出的焊条必须在4小时以内使用，超过此时间，应当将其送回烘箱内再次烘干，同一焊条烘干次数不得超过两次；
(3)采用机械或化学处理方法清洁薄板表面，去除薄板表面的灰尘、油污及铁锈；
(4)对清洁后的薄板进行加热预热，预热温度在130～180℃，保温20～40分钟；
(5)采用激光对薄板进行切割，切割速度14000mm/min、焦点光斑直径0.1mm，辅助气体压力5bar、激光输出功率1000W；
(6)将待拼缝焊接的两块薄板用一定数量的压铁压在施工面上，两块薄板之间待焊接的间隙应在保证焊透的情况下越小越好，清除切割熔渣，先焊短焊缝，焊完所有短焊缝后，再焊长焊缝，将长焊缝由内向外连接起来，焊接时，焊接电流为165～175A，焊接电压为23～26V，焊接速度为110～140mm/min；
(7)利用火焰对焊接后的薄板局部变形部位进行加热，在加热点周围产生与焊接变形方向相反的塑性变形，来抵消先前产生的焊接变形，加热用火焰采用氧乙炔焰，火焰性质为中性陷，加热温度为600～800℃，在火焰加热的同时用水急冷。
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